이 작업은 KAKENHI Grants JP22K15795(T.F.), JP22K09734(N.K.), JP21K07489(R.Y.), Kanazawa Medical University(C2022-3, D2021-4, R.Y.) 및 The Naito Foundation(T.F.)의 지원을 받았습니다.

이 프로토콜은 일본 생리학회의 지도 원칙에 따라 수행되었으며 가나자와 의과대학 동물 관리 위원회(2021-32)의 승인을 받았습니다. 모든 절차는 ARRIVE 지침에 따라 수행되었습니다. 성체 수컷 C57BL/6J 마우스(3-6개월령)를 연구에 활용하였으며, 이들 마우스가 본 원고15에 기술된 비행 행동을 나타낸다는 것이 이전에 확인되었다.
1. 동물 준비
<ol><li>실험이 시작될 때까지 그룹 하우스 마우스(케이지당 3-4마리, 23-27°C에서 유지, 12시간 밝음/어두움 주기 하에서, 음식과 물에 대한 애드리비텀 접근 제공).</li>
	<li>이 수정된 공포 조건화를 받기 전에 최소 3일 동안 각 쥐를 플렉시글라스 케이지(14cm × 21cm × 12cm)에 개별적으로 수용합니다.</li>
</ol>2. 도구/장비 설정
<ol><li>공포 조절 상자(그림 1A)<ol><li>소음 감쇠 상자(67cm × 53cm × 55cm)에 동봉된 공포 조절 챔버(25cm × 25cm × 25cm)를 활용하십시오( 재료 표 참조).</li>
		<li>두 개의 컨텍스트(A 및 B)가 필요합니다. 컨텍스트 A의 경우 흰색 플라스틱 판지와 검은색 테이프(너비 3cm, 보드에 4개)를 부착하여 벽에 검은색 및 흰색 줄무늬를 만듭니다. 바닥에는 흰색의 부드러운 플라스틱 보드를 사용하십시오.</li>
		<li>각 세션 전에 헵탄올(1%)로 벽과 바닥을 닦으십시오. 알림: 능동 환기 시스템을 사용하지 않습니다. 세션이 끝날 때 알코올로 청소하면 헵탄올 냄새가 줄어 듭니다.</li>
		<li>컨텍스트 B의 경우 컨텍스트 A에 사용된 보드를 제거하여 벽의 모양을 완전히 검은색으로 만듭니다. 바닥은 격자 바닥입니다. 알림: 청소를 위한 약간의 알코올 냄새 외에는 특별한 냄새가 나지 않습니다.</li>
		<li>오버헤드 백색 발광 다이오드(LED, 240lux)를 사용하여 실험 상자를 비춥니다( 재료 표 참조).</li>
	</ol></li>
	<li>충격<ol><li>스크램블 쇼커(재료 표 참조)를 스테인리스 스틸 막대로 구성된 그리드 바닥에 연결합니다. 이것은 발 충격을 제공하는 데 사용됩니다. 발 충격 강도는 공포 조건화10,11,12,13의 일반적인 방법에 따라 0.9mA로 설정되었습니다.</li>
	</ol></li>
	<li>오디오 제너레이터<ol><li>스피커( 재료 표 참조)를 천장에 놓습니다. 모든 음향 자극이 증폭됩니다.</li>
		<li>디지털 방식으로 수정 및 보정 amp각 자극의 전체 진폭을 산출하여 20/5인치 마이크가 있는 스피커 전면의 음압 레벨(SPL, re: 1 μ 4Pa)을 생성합니다. 이 스피커를 통해 연속적인 톤이 터져 나옵니다. 알림: 사운드 스피커를 보정하는 것은 이 수정된 공포 조건 동안 방어 행동에 대한 소리 자극의 미세한 영향을 조사하는 데 중요합니다.</li>
	</ol></li>
	<li>변환기<ol><li>진동 감지를 위해 테스트 챔버의 바닥을 변환기( 재료 표 참조)에 놓습니다. 변환기의 신호는 동작 진동을 기록하기 위해 8kHz 샘플링 주파수의 사운드 카드로 전송됩니다.</li>
	</ol></li>
	<li>비디오 카메라<ol><li>CMOS 카메라( 재료 표 참조)를 천장에 배치하여 피사체의 움직임을 추적하고 컨디셔닝 박스에 사운드를 녹음합니다.</li>
	</ol></li>
	<li>트리거링 시스템<ol><li>사운드 소프트웨어( 재료 표 참조)를 사용하여 예약된 타이밍에 톤 또는 풋 쇼크를 트리거합니다. 알림: 시중에서 판매되는 모든 자극기가 이를 위해 작동합니다.</li>
	</ol></li>
</ol>3. 행동실험
<ol><li>4일간의 공포 조건화 절차를 계획하십시오: 습관화(1일, 5회 시행), 조건화(2일, 각각 5회 시행) 및 시험/소멸 세션(1일, 5회 또는 15회 시행). 시험 간격은 60-75초 사이였습니다(그림 1B). 참고: 바람직하게는 신뢰할 수 있는 행동 경향을 얻기 위해 그룹에 10명 이상의 피험자를 포함시키는 것이 좋습니다. 연구 목적에 따라 두세 개의 그룹이 필요합니다.<ol><li>컨디셔닝 세션 중에 그림 1B와 같이 컨디셔닝 자극(CS)(연속 톤 버스트, 8kHz, 20초, 95dB SPL)이 종료된 직후 조건 없는 자극(US)(1초, 0.9mA)을 표시합니다. 컨디셔닝 데이에 5개의 CS-US 쌍을 제공합니다.</li>
		<li>5번째 발 충격이 종료된 후, 피험자를 1분 동안 그대로 두었다가 홈 케이지로 돌려보낸다. 각 행동 테스트 후 청소를 위해 70% 알코올로 챔버를 닦습니다. 참고: CS 및 US 강도는 연구 목적에 따라 수정할 수 있습니다. 이전 보고에 따르면 CS 강도가 높을수록 약한 행동보다 더 적극적인 방어 행동을 유발하는 것으로 나타났다15. 컨디셔닝 일수도 연장할 수 있습니다.</li>
	</ol></li>
	<li>아래에 언급된 일정에 따라 CS 프레젠테이션 중에 비행 행동을 유도합니다. 참고: 이 실험에는 CS(95dB SPL) 및 US(0.9mA)가 사용됩니다.<ol><li>1일차에 피험자를 컨텍스트 A에서 5개의 CS 단독 시험에 노출시킵니다.</li>
		<li>2일과 3일차에 상황 B에서 5개의 CS-US 연관 시험이 있는 조건부 피험자.</li>
		<li>4일째 되는 날, 피험자를 컨텍스트 B의 리콜 세션에 대한 5개의 CS 단독 시험에 노출시킵니다. 기억 소멸을 실험하는 경우, 피험자를 15개의 CS 단독 실험에 노출시킨다. 참고: 메모리 안정성을 테스트하려면 소멸 세션을 2-3일 동안 연장하는 것이 도움이 됩니다. 또한 4일째가 아닌 1주일 후에 메모리를 테스트하면 메모리 안정성을 추가로 확인할 수 있습니다.</li>
	</ol></li>
</ol>4. 방어 행동 분석
참고: CS 프레젠테이션 중 동작, 동결 비율 및 점프 횟수가 분석됩니다. 자세한 내용은 아래에 설명되어 있습니다. 가능하면 이중맹검 방식으로 분석하는 것이 좋습니다.
<ol><li>비디오에 녹음된 톤 시작을 사용하여 비디오의 이벤트 타이밍과 자극의 타이밍(CS 및 US)을 동기화합니다.</li>
	<li>맞춤형 코드를 활용하여 프레임에 걸쳐 피사체 실루엣의 질량 중심 차이를 기반으로 마우스의 평균 및 총 움직임을 모두 계산합니다. 참고: 이 측정에는 임의의 단위가 사용되는데, 이는 동작 속도가 동영상의 샘플링 속도에 따라 달라지기 때문입니다.</li>
	<li>동결 비율을 측정하려면 트랜스듀서 신호를 제 시간에 사용하십시오.<ol><li>20-500Hz 대역 통과 필터를 사용하여 변환기 신호를 전처리합니다.</li>
		<li>각 50ms Bin에 대한 시간에 따라 변환기 신호의 제곱 평균 제곱근 진폭을 계산합니다.</li>
		<li>신호 진폭에 대한 임계값을 설정하여 부동성 기간을 감지합니다. 부동성의 지속 시간은 1초 이상 임계값보다 낮은 신호 주기입니다.</li>
		<li>비디오를 보면서 동결 시간을 수동으로 측정하십시오.</li>
		<li>수동으로 측정된 동결 비율과 변환기 신호에서 계산된 백분율을 비교하여 동결을 위한 신호 진폭의 임계값을 조정합니다.</li>
	</ol></li>
	<li>비디오 파일에서 수동으로 점프 횟수를 계산합니다. 알림: 다트의 수를 세는 것도 비행 응답을 평가하는 데 유용합니다.</li>
</ol>5. 통계 분석
<ol><li>통계적 유의성을 p < 0.05로 설정합니다.</li>
	<li>여러 그룹과 여러 요인을 비교하려면 다원 분산 분석을 수행한 후 사후 검정을 수행합니다. 컨디셔닝 일정의 특정 날짜를 테스트하는 경우 여러 비교 테스트 또는 치환 테스트를 수행합니다.</li>
</ol>

수정된 공포 조건화를 이용한 생쥐의 적극적인 방어 행동 연구(Studying Active Defensive Behaviors in Mice with Modified Fear Conditioning)

<ol><li>Fanselow, M. S., Lester, L. S. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aFanselow%2C+MS+%22Evolution+and+learning%22">Evolution and learning</a>. , Psychology Press. 185-212 (1988).</li>
<li>Fanselow, M. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Neural+organization+of+the+defensive+behavior+system+responsible+for+fear%5BTitle%5D)+AND+%22Psychonomic+Bulletin+%26+Review%22%5BJournal%5D)">Neural organization of the defensive behavior system responsible for fear.</a> Psychonomic Bulletin & Review. 1 (4), 429-438 (1994).</li>
<li>Mobbs, D., Headley, D. B., Ding, W., Dayan, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Space%2C+time%2C+and+fear%3A+Survival+computations+along+defensive+circuits%5BTitle%5D)+AND+%22Trends+in+Cognitive+Sciences%22%5BJournal%5D)">Space, time, and fear: Survival computations along defensive circuits.</a> Trends in Cognitive Sciences. 24 (3), 228-241 (2020).</li>
<li>Black, D. W., Grant, J. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dsm-5+guidebook%3A+The+essential+companion+to+the+diagnostic+and+statistical+manual+of+mental+disorders%5BTitle%5D)+AND+%22American+Psychiatric+Pub%22%5BJournal%5D)">Dsm-5 guidebook: The essential companion to the diagnostic and statistical manual of mental disorders.</a> American Psychiatric Pub. , (2014).</li>
<li>Bienvenu, T. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+advent+of+fear+conditioning+as+an+animal+model+of+post-traumatic+stress+disorder%3A+Learning+from+the+past+to+shape+the+future+of+ptsd+research%5BTitle%5D)+AND+%22Neuron%22%5BJournal%5D)">The advent of fear conditioning as an animal model of post-traumatic stress disorder: Learning from the past to shape the future of ptsd research.</a> Neuron. 109 (15), 2380-2397 (2021).</li>
<li>Johnson, L. R., Mcguire, J., Lazarus, R., Palmer, A. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Pavlovian+fear+memory+circuits+and+phenotype+models+of+ptsd%5BTitle%5D)+AND+%22Neuropharmacology%22%5BJournal%5D)">Pavlovian fear memory circuits and phenotype models of ptsd.</a> Neuropharmacology. 62 (2), 638-646 (2012).</li>
<li>Yehuda, R., Ledoux, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Response+variation+following+trauma%3A+A+translational+neuroscience+approach+to+understanding+ptsd%5BTitle%5D)+AND+%22Neuron%22%5BJournal%5D)">Response variation following trauma: A translational neuroscience approach to understanding ptsd.</a> Neuron. 56 (1), 19-32 (2007).</li>
<li>Ledoux, J. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Emotion+circuits+in+the+brain%5BTitle%5D)+AND+%22Annual+Review+of+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Emotion circuits in the brain.</a> Annual Review of Neuroscience. 23 (1), 155-184 (2000).</li>
<li>Gruene, T. M., Flick, K., Stefano, A., Shea, S. D., Shansky, R. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sexually+divergent+expression+of+active+and+passive+conditioned+fear+responses+in+rats%5BTitle%5D)+AND+%22Elife%22%5BJournal%5D)">Sexually divergent expression of active and passive conditioned fear responses in rats.</a> Elife. 4, e11352(2015).</li>
<li>Fadok, J. P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+competitive+inhibitory+circuit+for+selection+of+active+and+passive+fear+responses%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">A competitive inhibitory circuit for selection of active and passive fear responses.</a> Nature. 542 (7639), 96-100 (2017).</li>
<li>Hersman, S., Allen, D., Hashimoto, M., Brito, S. I., Anthony, T. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Stimulus+salience+determines+defensive+behaviors+elicited+by+aversively+conditioned+serial+compound+auditory+stimuli%5BTitle%5D)+AND+%22Elife%22%5BJournal%5D)">Stimulus salience determines defensive behaviors elicited by aversively conditioned serial compound auditory stimuli.</a> Elife. 9, e53803(2020).</li>
<li>Trott, J. M., Hoffman, A. N., Zhuravka, I., Fanselow, M. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Conditional+and+unconditional+components+of+aversively+motivated+freezing%2C+flight+and+darting+in+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Elife%22%5BJournal%5D)">Conditional and unconditional components of aversively motivated freezing, flight and darting in mice.</a> Elife. 11, e75663(2022).</li>
<li>Borkar, C. D., Fadok, J. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+novel+pavlovian+fear+conditioning+paradigm+to+study+freezing+and+flight+behavior%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Visualized+Experiments%22%5BJournal%5D)">A novel pavlovian fear conditioning paradigm to study freezing and flight behavior.</a> Journal of Visualized Experiments. 167, e61536(2021).</li>
<li>Totty, M. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Behavioral+and+brain+mechanisms+mediating+conditioned+flight+behavior+in+rats%5BTitle%5D)+AND+%22Scientific+Reports%22%5BJournal%5D)">Behavioral and brain mechanisms mediating conditioned flight behavior in rats.</a> Scientific Reports. 11 (1), 8215(2021).</li>
<li>Furuyama, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Multiple+factors+contribute+to+flight+behaviors+during+fear+conditioning%5BTitle%5D)+AND+%22Scientific+Reports%22%5BJournal%5D)">Multiple factors contribute to flight behaviors during fear conditioning.</a> Scientific Reports. 13 (1), 10402(2023).</li>
<li>Cain, C. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Avoidance+problems+reconsidered%5BTitle%5D)+AND+%22Current+Opinion+in+Behavioral+Sciences%22%5BJournal%5D)">Avoidance problems reconsidered.</a> Current Opinion in Behavioral Sciences. 26, 9-17 (2019).</li>
<li>Ledoux, J. E., Moscarello, J., Sears, R., Campese, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+birth%2C+death+and+resurrection+of+avoidance%3A+A+reconceptualization+of+a+troubled+paradigm%5BTitle%5D)+AND+%22Molecular+Psychiatry%22%5BJournal%5D)">The birth, death and resurrection of avoidance: A reconceptualization of a troubled paradigm.</a> Molecular Psychiatry. 22 (1), 24-36 (2017).</li>
<li>Bouchekioua, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Serotonin+5-ht2c+receptor+knockout+in+mice+attenuates+fear+responses+in+contextual+or+cued+but+not+compound+context-cue+fear+conditioning%5BTitle%5D)+AND+%22Translational+Psychiatry%22%5BJournal%5D)">Serotonin 5-ht2c receptor knockout in mice attenuates fear responses in contextual or cued but not compound context-cue fear conditioning.</a> Translational Psychiatry. 12 (1), 58(2022).</li>
<li>Bouchekioua, Y., Nishitani, N., Ohmura, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Conditioned+lick+suppression%3A+Assessing+contextual%2C+cued%2C+and+context-cue+compound+fear+responses+independently+of+locomotor+activity+in+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Bio-Protocol%22%5BJournal%5D)">Conditioned lick suppression: Assessing contextual, cued, and context-cue compound fear responses independently of locomotor activity in mice.</a> Bio-Protocol. 12 (23), e4568(2022).</li>
</ol>

저자는 상충되는 이해관계가 없음을 선언합니다.

이 글에서 소개하는 수정된 공포 조건화 프로토콜은 공포 상황에서 비행 행동을 조사하기 위한 안정적인 방법이다. 이 프로토콜을 사용함으로써 우리는 두려운 상황에서 쥐의 비행 행동이 두드러진 자극에 의해 촉발되고 상황에 따라 달라진다는 것을 발견했습니다. 비행 행동을 관찰할 수 있는 적절한 프로토콜이 없었기 때문에 비행 행동의 특성은 잘 조사되지 않았습니다. 이 프로토콜은 두려?...

<a href="https://app.jove.com/t/6598">This corrects</a> the article <a href="https://dx.doi.org/10.3791/66272">10.3791/66266</a>

An erratum was issued for: <a href="https://www.jove.com/t/66266">Modified Fear Conditioning for Inducing Flight Behaviors in Mice</a>. The Abstract section was updated.

Erratum: Modified Fear Conditioning for Inducing Flight Behaviors in Mice

위협적인 상황에서 방어 행동을 적절하게 선택하는 것은 모든 동물의 생존에 매우 중요합니다. 방어 행동은 위협 근접성에 따라 점진적으로 전환되는데, 예를 들어 동결 행동과 비행 행동 사이의 전환이그렇다 1,2,3. 이러한 행동의 조절 장애는 다양한 정신 장애에서 자주 관찰된다4. 외상 후 스트레스 장애(PTSD)는 위협적이지 않은 자극에 대한 공황 반응과 같은 과장된 방어 행동을 특징으로 하는 장애 중 하나이다4.
설치류의 고전적 공포 조건화는 일반적으로 PTSD 5,6,7의 모델로 사용되지만, 설치류는 이 모델8에서 도피(공황과 같은) 행동을 표현하지 않는다. 결과적으로, 종종 '설치류 PTSD 모델'이라고 불리는 고전적인 공포 조건화 모델은 인간의 PTSD에 대한 얼굴 타당성이 부족하며, 특히 잘 연구되지 않은 비행 또는 공황과 유사한 증상을 포착하는 데 부족합니다.
최근에, 몇 가지 수정된 공포 조건화 프로토콜은 설치류 피험자가 이러한 절차 중에 비행 행동을 보인다는 것을 성공적으로 입증했습니다. 예를 들어, 조건자극(CS)과 무조건자극(US)을 하루에 7번 반복적으로 연관시키면 암컷 쥐는 비행 행동과 유사한 돌진 행동을 보일 수 있었다9. 연속 복합 자극(serial compound stimuli, SCS; 음색과 소음으로 구성됨)을 사용한 이틀간의 공포 조건화에서, 마우스는 SCS 프리젠테이션10,11,12의 소음 부분에서 비행 행동을 보이기 시작했다. SCS 방법에 대한 상세한 설명은 프로토콜 보고서(13)에 제공된다. SCS를 이용한 3일간의 공포 조건화는 쥐가 비행 행동을 유도하는 데에도 효과가 있었다14. 그러나 이러한 새 프로토콜에는 몇 가지 제한 사항이 있습니다. 예를 들어, 직렬 큐 프리젠테이션의 사용은 방어 행동에 대한 근접 추정의 영향을 배제하는 것을 허용하지 않습니다. 쥐에서 CS-US의 7회 연관성의 경우, 대부분의 비행 반응은 수컷이 아닌 암컷에서 관찰되었습니다.
이러한 고려 사항에 비추어 우리는 쥐가 두려운 상황에서 비행 행동을 조사할 수 있도록 수정된 공포 조건화 프로토콜을 도입합니다. 수컷 쥐는 우리의 수정된 공포 조절 과정에서 일관되게 비행 행동을 보인다. 이 프로토콜에서는 두드러진 신호음이 SCS 대신 CS로 사용됩니다. 또한, 최소 이틀 동안 하루에 최소 5쌍의 CS-US가 필요하며, 조건화된 상황에 의한 공포 강화가 필요합니다. 이 프로토콜은 연구 목적에 따라 이전 프로토콜을 보완하여 비행 행동을 조사하기 위한 또 다른 옵션을 제공합니다.

<table><tbody><tr><td>Audio speaker</td><td>Fostex</td><td>FT17H</td><td></td></tr><tr><td>Amplifier</td><td>Sony</td><td>TA-F500</td><td></td></tr><tr><td>CMOS camera</td><td>Sanwa Supply Inc.</td><td>CMS-V43BK</td><td></td></tr><tr><td>Fear conditioning chamber</td><td>Panlab S.L.U.</td><td>LE116</td><td></td></tr><tr><td>Food pellets</td><td>Nosan</td><td>Labo MR standard</td><td></td></tr><tr><td>LED</td><td>Yamazen</td><td>LT-B05N</td><td></td></tr><tr><td>Microphone</td><td>ACO</td><td>type 4156N</td><td></td></tr><tr><td>Scramble shocker</td><td>Panlab S.L.U.</td><td>LE 100-26</td><td></td></tr><tr><td>Sound card</td><td>Behringer</td><td>UMC202</td><td></td></tr><tr><td>Sound software</td><td>Syntrillium Software</td><td>Cool Edit 2000</td><td></td></tr><tr><td>Transducer</td><td>Panlab S.L.U.</td><td>LE 111</td><td></td></tr></tbody></table>

modified fear conditioning for inducing flight behaviors in mice

위협적인 상황에서 방어 행동을 적절하게 표현하는 것은 생존에 매우 중요합니다. 지배적인 이론에 따르면 점프 또는 빠른 돌진과 같은 능동적 방어 행동은 높은 위협 임박 또는 실제 위협에서 표현되는 반면, 동결과 같은 수동적 방어 행동은 위협이 예측되지만 위협 임박성이 상대적으로 낮을 때 표현됩니다. 고전적 공포 조건화에서 피험자는 일반적으로 조건화된 방어 반응으로 얼어붙는 모습을 보이며, 대부분의 경우 적극적인 방어 행동이 거의 발현되지 않는다. 여기에서는 생쥐가 냉동에서 비행으로 또는 그 반대로 전환되는 것을 관찰하기 위해 이틀 동안 조건화된 자극(CS; 연속 톤, 8kHz, 95dB SPL(음압 레벨))과 무조건 자극(US; 발 충격, 0.9mA, 1.0초)의 5가지 반복적인 쌍을 포함하는 수정된 공포 조건화 절차를 소개합니다. 이 수정된 공포 조건화 절차는 비교적 많은 수의 조건화 세션과 조건화 일수를 필요로 하지만 비행 행동의 적당한 표현을 위해 고강도의 발 충격을 필요로 하지 않습니다. 컨디셔닝 및 두드러진 CS 프레젠테이션에 동일한 컨텍스트를 사용하는 것은 비행 행동을 유도하는 데 필수적입니다. 이 수정된 공포 조건화 절차는 쥐의 적극적인 방어 행동을 관찰하기 위한 신뢰할 수 있는 방법이며, 두려움이 있는 상황에서 그러한 행동의 미세한 메커니즘과 특성을 설명할 수 있는 기회를 제공합니다.

수컷 마우스(C57BL/6J, 3-6개월령)에서 수정된 공포 조건화로 얻은 결과는 그림 1C에 표시된 일정에 따라 제시됩니다. 이 실험은 조건화된 맥락이 비행 행동의 표현에 어떻게 영향을 미치는지 조사하기 위해 고안되었습니다. 그룹 1(n = 10)과 그룹 2(n = 10)의 두 그룹이 할당되었습니다. 이 실험에서는 CS(95dB SPL) 및 US(0.9mA)를 사용했습니다.
1일째에 모든 마우스는...

Watch this Scientific Journal Video about Modified Fear Conditioning for Inducing Flight Behaviors in Mice at JoVE.com

저자 스포트라이트: Exploring Neural Correlate of Defensive Behaviors in Fear Learning and Extinction (공포 학습과 소멸에서 방어적 행동의 신경 상관관계 탐구)

두려운 맥락에서 비행 행동을 연구하기 위해 수정된 공포 조건화 프로토콜을 도입합니다. 이 프로토콜은 마우스가 공포 조건화에서 신호를 제시하는 동안 일관되게 비행 행동을 보이도록 합니다.

생쥐의 비행 행동을 유도하기 위한 수정된 공포 조건화

The appropriate manifestation of defensive behavior in a threatening situation is critical for survival. The prevailing theory suggests that an active ...

modified-fear-conditioning-for-inducing-flight-behaviors-in-mice

Research

JoVE Journal

Behavior

Modified Fear Conditioning for Inducing Flight Behaviors in Mice

828 조회수.  Kanazawa Medical University. 1 우리는공포, 학습, 소멸 등 다양한 방어 행동3에 대한 신경 상관 관계2를 조사하고 있다. 4 본 프로토콜은 불안 장애6 및 외상 후 스트레스 장애에 대한 새로운 치료법5의 개발에 도움이 될 수 있다. 7 우리의 프로토콜은 두 가지 음압 레벨을 사용합니다. 8의 컨디셔닝 자극을 재설정하기 위해 9 동결, 질주, 그리고 비행.10 그래서 우리의 기?...

비디오: 저자 스포트라이트: Exploring Neural Correlate of Defensive Behaviors in Fear Learning and Extinction (공포 학습과 소멸에서 방어적 행동의 신경 상관관계 탐구)

Contextual and Cued Fear Conditioning Test Using a Video Analyzing System in Mice

The contextual and cued fear conditioning test is one of the behavioral tests that assesses the ability of mice to learn and remember an association between environmental cues and aversive experiences. In this test, mice are placed into a conditioning chamber and are given parings of a conditioned stimulus (an auditory cue) and an aversive unconditioned stimulus (an electric footshock). After a delay time, the mice are exposed to the same conditioning chamber and a differently shaped chamber with presentation of the auditory cue. Freezing behavior during the test is measured as an index of fear memory. To analyze the behavior automatically, we have developed a video analyzing system using the ImageFZ application software program, which is available as a free download at http://www.mouse-phenotype.org/. Here, to show the details of our protocol, we demonstrate our procedure for the contextual and cued fear conditioning test in C57BL/6J mice using the ImageFZ system. In addition, we validated our protocol and the video analyzing system performance by comparing freezing time measured by the ImageFZ system or a photobeam-based computer measurement system with that scored by a human observer. As shown in our representative results, the data obtained by ImageFZ were similar to those analyzed by a human observer, indicating that the behavioral analysis using the ImageFZ system is highly reliable. The present movie article provides detailed information regarding the test procedures and will promote understanding of the experimental situation.

This article presents a protocol for a contextual and cued fear conditioning test using a video analyzing system to assess fear learning and memory in mice.

마우스에서 비디오 분석 시스템을 사용하여 콘텐츠 및 시작됨 공포 컨디셔닝 테스트

The contextual and cued fear conditioning test is one of the behavioral tests that assesses the ability of mice to learn and remember an association ...

연구

행동분석학

Marble Burying and Nestlet Shredding as Tests of Repetitive, Compulsive-like Behaviors in Mice

Obsessive-compulsive disorder (OCD) and autism spectrum disorders (ASD) are serious and debilitating psychiatric conditions and each constitutes a significant public health concern, particularly in children. Both of these conditions are highlighted by the repeated expression of meaningless behaviors. Individuals with OCD often show checking, frequent hand washing, and counting. Children with ASDs also engage in repetitive tapping, arm or hand flapping, and rocking. These behaviors can vary widely in intensity and frequency of expression. More intense forms of repetitive behaviors can even result in injury (e.g.&#160;excessive grooming, hand washing, and self-stimulation). These behaviors are therefore very disruptive and make normal social discourse difficult. Treatment options for repetitive behaviors in OCD and ASDs are somewhat limited and there is great interest in developing more effective therapies for each condition. Numerous animal models for evaluating compulsive-like behaviors have been developed over the past three decades. Perhaps the animal models with the greatest validity and ease of use are the marble burying test and the nestlet shredding test. Both tests take advantage of the fact that the target behaviors occur spontaneously in mice. In the marble burying test, 20 marbles are arrayed on the surface of clean bedding. The number of marbles buried in a 30 min session is scored by investigators blind to the treatment or status of the subjects. In the nestlet shredding test, a nestlet comprised of pulped cotton fiber is preweighed and placed on top of cage bedding and the amount of the nestlet remaining intact after a 30 min test session is determined. Presently, we describe protocols for and show movie documentation of marble burying and nestlet shredding. Both tests are easily and accurately scored and each is sensitive to small changes in the expression of compulsive-like behaviors that result from genetic manipulations, disease, or head injury.

Disease, head injury, genetic modifications, and treatment of mice with drugs can have profound effects on behavior. Utilizing well-characterized and validated approaches such as marble burying and nestlet shredding, compulsive-like behaviors can be documented accurately in mice as models of human obsessive-compulsive disorder and autism spectrum disorder.

Obsessive-compulsive disorder (OCD) and autism spectrum disorders (ASD) are serious and debilitating psychiatric conditions and each constitutes a ...

Trace Fear Conditioning in Mice

In this experiment we present a technique to measure learning and memory. In the trace fear conditioning protocol presented here there are five pairings between a neutral stimulus and an unconditioned stimulus. There is a 20 sec trace period that separates each conditioning trial. On the following day freezing is measured during presentation of the conditioned stimulus (CS) and trace period. On the third day there is an 8 min test to measure contextual memory. The representative results are from mice that were presented with the aversive unconditioned stimulus (shock) compared to mice that received the tone presentations without the unconditioned stimulus. Trace fear conditioning has been successfully used to detect subtle learning and memory deficits and enhancements in mice that are not found with other fear conditioning methods. This type of fear conditioning is believed to be dependent upon connections between the medial prefrontal cortex and the hippocampus. One current controversy is whether this method is believed to be amygdala-independent. Therefore, other fear conditioning testing is needed to examine amygdala-dependent learning and memory effects, such as through the delay fear conditioning.

In the following experiment we describe a protocol for trace fear conditioning in mice. This type of associative memory includes a trace period that separates the neutral stimulus and the unconditioned stimulus.

생쥐의 공포 컨디셔닝을 추적

In this experiment we present a technique to measure learning and memory. In the trace fear conditioning protocol presented here there are five pairings ...

The Modified Hole Board - Measuring Behavior, Cognition and Social Interaction in Mice and Rats

This protocol describes the modified hole board (mHB), which combines features from a traditional hole board and open field and is designed to measure multiple dimensions of unconditioned behavior in small laboratory mammals (e.g., mice, rats, tree shrews and small primates). This paradigm is a valuable alternative for the use of a behavioral test battery, since a broad behavioral spectrum of an animal&#8217;s behavioral profile can be investigated in one single test.
The apparatus consists of a box, representing the &#8216;protected&#8217; area, separated from a group compartment. A board, on which small cylinders are staggered in three lines, is placed in the center of the box, representing the &#8216;unprotected&#8217; area of the set-up. The cognitive abilities of the animals can be measured by baiting some cylinders on the board and measuring the working and reference memory. Other unconditioned behavior, such as activity-related-, anxiety-related- and social behavior, can be observed using this paradigm. Behavioral flexibility and the ability to habituate to a novel environment can additionally be observed by subjecting the animals to multiple trials in the mHB, revealing insight into the animals&#8217; adaptive capacities.
Due to testing order effects in a behavioral test battery, na&#239;ve animals should be used for each individual experiment. By testing multiple behavioral dimensions in a single paradigm and thereby circumventing this issue, the number of experimental animals used is reduced. Furthermore, by avoiding social isolation during testing and without the need to food deprive the animals, the mHB represents a behavioral test system, inducing if any, very low amount of stress.

This protocol describes the modified hole board, which is a behavioral test set-up that comprises the characteristics of an open field and a traditional hole board. This set-up enables the differential analysis of unconditioned behavior of small laboratory mammals as well as the analysis of cognitive abilities.

수정 된 구멍 보드 - 마우스 및 쥐의 행동,인지 및 사회적 상호 작용을 측정

This protocol describes the modified hole board (mHB), which combines features from a traditional hole board and open field and is designed to measure ...

Stress-Enhanced Fear Learning, a Robust Rodent Model of Post-Traumatic Stress Disorder

Fear behaviors are important for survival, but disproportionately high levels of fear can increase the vulnerability for developing psychiatric disorders such as post-traumatic stress disorder (PTSD). To understand the biological mechanisms of fear dysregulation in PTSD, it is important to start with a valid animal model of the disorder. This protocol describes the methodology required to conduct stress-enhanced fear learning (SEFL) experiments, a preclinical model of PTSD, in both rats and mice. SEFL was developed to recapitulate critical aspects of PTSD, including long-term sensitization of fear learning caused by an acute stressor. SEFL uses aspects of Pavlovian fear conditioning but produces a distinct and robust sensitized fear response far greater than normal conditional fear responses. The trauma procedure involves placing a rodent in a conditioning chamber and administering 15 unsignaled shocks randomly distributed over 90 minutes (for rat experiments; for mouse experiments, 10 unsignaled shocks randomly distributed over 60 minutes are used). On day 2, rodents are placed in a novel conditioning context where they receive a single shock; then, on day 3 they are placed back in the same context as on day 2 and tested for changes in freezing levels. Rodents that previously received the trauma display enhanced levels of freezing on the test day compared to those that received no shocks on the first day. Thus, with this model, a single highly stressful experience (the trauma) produces extreme fear of the stimuli associated with the traumatic event.

Here we describe the detailed methodology required to conduct stress-enhanced fear learning (SEFL) experiments, a preclinical model of post-traumatic stress disorder, in both rats and mice. The model utilizes aspects of Pavlovian fear conditioning and freezing as an index of enhanced fear in rodents.

스트레스 강화 된 두려움 학습, 외상 후 스트레스 장애의 강력한 설치류 모델

Fear behaviors are important for survival, but disproportionately high levels of fear can increase the vulnerability for developing psychiatric disorders ...

Fear Incubation Using an Extended Fear-Conditioning Protocol for Rats

Emotional memory has been primarily studied with fear-conditioning paradigms. Fear conditioning is a form of learning through which individuals learn the relationships between aversive events and otherwise neutral stimuli. The most-widely utilized procedures for studying emotional memories entail fear conditioning in rats. In these tasks, the unconditioned stimulus (US) is a footshock presented once or several times across single or several sessions, and the conditioned response (CR) is freezing. In a version of these procedures, called cued fear conditioning, a tone (conditioned stimulus, CS) is paired with footshocks (US) during the training phase. During the first test, animals are exposed to the same context in which training took place, and freezing responses are tested in the absence of footshocks and tones (i.e., a context test). During the second test, freezing is measured when the context is changed (e.g., by manipulating the smell and walls of the experimental chamber) and the tone is presented in the absence of footshocks (i.e., a cue test). Most cued fear conditioning procedures entail few tone-shock pairings (e.g., 1-3 trials in a single session). There is a growing interest in less common versions involving an extensive number of pairings (i.e., overtraining) related to the long-lasting effect called fear incubation (i.e., fear responses increase over time without further exposure to aversive events or conditioned stimuli). Extended fear-conditioning tasks have been key to the understanding of fear incubation&#8217;s behavioral and neurobiological aspects, including its relationship with other psychological phenomena (e.g., post-traumatic stress disorder). Here, we describe an extended fear-conditioning protocol that produces overtraining and fear incubation in rats. This protocol entails a single training session with 25 tone-shock pairings (i.e., overtraining) and a comparison of conditioned freezing responses during context and cue tests 48 h (short-term) and 6 weeks (long-term) after training.

We describe an extended fear-conditioning protocol that produces overtraining and fear incubation in rats. This protocol entails a single training session with 25 tone-shock pairings (i.e., overtraining) and a comparison of conditioned freezing responses during context and cue tests 48 h (short-term) and 6 weeks (long-term) after training.

쥐에 대 한 확장 된 공포 컨디셔닝 프로토콜을 사용 하 여 공포 잠복

Emotional memory has been primarily studied with fear-conditioning paradigms. Fear conditioning is a form of learning through which individuals learn the ...

A Novel Pavlovian Fear Conditioning Paradigm to Study Freezing and Flight Behavior

Fear- and anxiety-related behaviors significantly contribute to an organism&#8217;s survival. However, exaggerated defensive responses to perceived threat are characteristic of various anxiety disorders, which are the most prevalent form of mental illness in the United States. Discovering the neurobiological mechanisms responsible for defensive behaviors will aid in the development of novel therapeutic interventions. Pavlovian fear conditioning is a widely used laboratory paradigm to study fear-related learning and memory. A major limitation of traditional Pavlovian fear conditioning paradigms is that freezing is the only defensive behavior monitored. We recently developed a modified Pavlovian fear conditioning paradigm that allows us to study both conditioned freezing and flight (also known as escape) behavior within individual subjects. This model employs higher intensity footshocks and a greater number of pairings between the conditioned stimulus and unconditioned stimulus. Additionally, this conditioned flight paradigm utilizes serial presentation of pure tone and white noise auditory stimuli as the conditioned stimulus. Following conditioning in this paradigm, mice exhibit freezing behavior in response to the tone stimulus, and flight responses during the white noise. This conditioning model can be applied to the study of rapid and flexible transitions between behavioral responses necessary for survival.

Defensive behavioral responses are contingent upon threat intensity, proximity, and context of exposure. Based on these factors, we developed a classical conditioning paradigm that elicits clear transitions between conditioned freezing and flight behavior within individual subjects. This model is crucial for the understanding the pathologies involved in anxiety, panic, and post-traumatic stress disorders.

동결 및 비행 행동을 연구하는 새로운 파블로비안 공포 컨디셔닝 패러다임

Fear- and anxiety-related behaviors significantly contribute to an organism&#8217;s survival. However, exaggerated defensive responses to perceived threat ...

Assessing Rodent Empathy: Observational Fear and Vicarious Freezing Method

Observational Fear as a Model of Affective Empathy in Mice

Empathy, characterized by the ability to recognize and share the emotions of others, plays a fundamental role in shaping social interactions. It allows individuals to respond to the emotional states of others, promoting prosocial behaviors and social bonding. Observational fear is a fundamental aspect of affective empathy, where an observer witnesses a demonstrator undergoing aversive experiences and subsequently exhibits fear behaviors. This socially induced vicarious freezing response in observers, known as emotional contagion or affect sharing, is regarded as an indicator of empathy-like traits in rodents. Here, we present a protocol that delineates the assessment of vicarious freezing responses in observers exposed to conspecific demonstrators receiving aversive foot shocks. The utilization of observational fear assays in rodents has become a widely adopted method for studying the neural mechanisms underlying affective empathy. Given the universality of observational fear across mammals, this methodology further contributes to advancing our understanding of the neural substrates of empathy in humans.

The observational fear paradigm assesses vicarious freezing in rodents as a model for affective empathy. This procedure entails exposing observer rodents to conspecific demonstrators receiving aversive foot shocks to elicit empathic freezing responses. By employing observational fear assays, researchers can investigate the neural mechanisms underlying affective empathy.

Empathy, characterized by the ability to recognize and share the emotions of others, plays a fundamental role in shaping social interactions. It allows ...

Pentylenetetrazole-Induced Kindling Mouse Model

Pentylenetetrazole (PTZ) is a GABA-A receptor antagonist. An intraperitoneal injection of PTZ into an animal induces an acute, severe seizure at a high dose, whereas sequential injections of a subconvulsive dose have been used for the development of chemical kindling, an epilepsy model. A single low-dose injection of PTZ induces a mild seizure without convulsion. However, repetitive low-dose injections of PTZ decrease the threshold to evoke a convulsive seizure. Finally, continuous low-dose administration of PTZ induces a severe tonic-clonic seizure. This method is simple and widely applicable to investigate the pathophysiology of epilepsy, which is defined as a chronic disease that involves repetitive seizures. This chemical kindling protocol causes repetitive seizures in animals. With this method, vulnerability to PTZ-mediated seizures or the degree of aggravation of epileptic seizures was estimated. These advantages have led to the use of this method for screening anti-epileptic drugs and epilepsy-related genes. In addition, this method has been used to investigate neuronal damage after epileptic seizures because the histological changes observed in the brains of epileptic patients also appear in the brains of chemical-kindled animals. Thus, this protocol is useful for conveniently producing animal models of epilepsy.

This protocol describes a method of chemical kindling with pentylenetetrazole and provides a mouse model of epilepsy. This protocol can also be used to investigate vulnerability to seizure induction and pathogenesis after epileptic seizures in mice.

Pentylenetetrazole (PTZ) is a GABA-A receptor antagonist. An intraperitoneal injection of PTZ into an animal induces an acute, severe seizure at a high ...

신경과학

Fear Conditioning

Fear Conditioning is a type of learning in which an association is established between a negative unpleasant event and a harmless stimulus. This leads to a fear of the harmless stimulus. This process is largely mediated by the amygdala, which is a brain region involved in emotions and stress reactions. Fear conditioning can be utilized in several ways to understand different aspects of learning and memory.
This video presents an overview of the principles behind fear conditioning, discusses the equipment and a generalized procedure used for this type of experiment. Finally, we'll review some real world applications of fear conditioning in behavioral neuroscience research today.

Fear Conditioning- Classical Conditioning: Principle and Procedure

공포 조건화

Fear Conditioning is a type of learning in which an association is established between a negative unpleasant event and a harmless stimulus. This leads to ...